甲醇三塔精馏的优化策略研究

甲醇三塔精馏的优化策略研究

摘 要：采用三塔精馏来提高甲醇质量，并且通过双效节能来降低生产成本，有助于企业在市场中竞争力的提升，因此，优化对甲醇三塔精馏的控制，可以保证生产系统长期、稳定的发展

关键词：甲醇 三塔精馏 双效节能

甲醇是由煤气化或天然气转化生成合成气合成的化工产品，它既是一种重要的、需求量巨大的基本有机化工原料，也是一种新型的清洁能源。而且，随着甲醇衍生物及其下游产品的迅速发展，甲醇需求量越来越大，因此甲醇产品质量和甲醇装置的节能降耗越来越引起人们的关注。甲醇精馏装置是甲醇生产的重要处理工序，其能耗占甲醇生产总能耗的20 %左右。甲醇精馏技术的好坏直接关系到精甲醇的质量；先进、节能、高效的精馏装置，对降低成本、节能降耗、提高产品竞争力和企业经济效益起到重要的作用。因此提高甲醇产品质量和降低生产能耗越来越引起人们的关注。

由于合成反应副反应多，粗甲醇中由很多杂质，为了对粗甲醇进行精制，生产中往往采用精馏的方法，以往采用二塔精馏。现在，许多企业原来的二塔精馏装置已不能满足企业的需要，而三塔精馏具有热利用效率高、甲醇耗损少、产品质量高等优点，越来越多的被推广应用。

一、三塔工艺流程

粗醇贮槽中的粗醇液加碱后，用粗醇泵加压，经粗醇预热器加热至 65 ℃进入脱醚塔进行精馏。塔顶气相经脱醚塔冷凝器、排气冷凝器冷却，不凝气送硫回收，冷凝液流入脱醚塔回流槽。在脱醚塔回流槽中，槽底甲醇液用脱醚塔回流泵打入脱醚塔回流；中上部的杂醇流入油水中间槽。脱醚塔釜液用加压泵加压，经预后粗醇预热器加热后，进入加压塔进行精馏。塔顶气相甲醇送入常压塔再沸器，作为常压塔底热源，被冷凝成液体进入加压塔回流槽，一部分由加压塔回流泵加压回流至加压塔顶，其余部分经加压塔精醇冷却器冷却至≤40 ℃进入精醇计量槽作为产品。

常压塔釜液流入残液槽，经残液泵送往界外处理。常压塔采出的乙醇和异丁基油经杂醇油冷却器冷却流入异丁基油贮槽。

汽包来的蒸汽分别送至脱醚塔再沸器和常压塔再沸器加热，冷凝后液体给预后粗醇预热器、粗醇预热器加热后，进入冷凝水槽，经冷凝水泵送往锅炉。

二、甲醇三塔精馏工艺优化措施

从流程上来看，加压精馏塔与常压精馏塔串联操作，相互影响，相互制约。首先要把握好物料平衡，特别是在处理两塔的热量平衡、物料平衡、气液平衡方

面要慎重。

1 加压精馏塔塔顶压力的控制

加压精馏塔塔顶热气体作为常压精馏塔再沸器的热源，必须使其顶部气相具有较高的温度品位，与常压精馏塔釜有一定温差，参考一般热虹吸式再沸器的计算，其传热温差为 25℃，本文选取传热温差至少为 15～16 ℃。压力不足，塔顶甲醇蒸气量下降，影响常压精馏塔再沸器的供热量。直接导致常压塔釜温度下降、废水含量超标、甲醇收率降低；压力过高，影响精甲醇的水溶性、氧化性等质量指标。维持加压精馏塔塔顶压力稳定，对保证精甲醇的优等品率至关重要。

2. 加压塔塔顶压力的控制

为了保证精甲醇优等品率，在预塔控制好的基础上，维持加压塔塔顶压力稳定至关重要。首先要把加压塔塔顶压力作为关键指标进行控制，严格控制在（0. 55 ±0. 03）M Pa，不允许大幅波动，特别是管网蒸汽压力不稳时，一定要勤调、微调，有预见性地进行工况调节。因为对加压塔来讲，压力若不足，塔顶甲醇蒸气量下降，会影响常压塔再沸器的供热量，导致常压塔塔底温度下降、废水含量超标、甲醇收率降低；如果塔顶压力过高，将会导致重组分上移，影响精甲醇的水溶性、氧化性等质量指标。其次，加压塔塔顶压力的调节应以控制加压塔再沸器蒸汽量为主，加压塔放空阀调节为辅。原因是正常生产中，加压塔塔顶的压力调节是通过安装在加压塔回流槽上的压力调节阀来实现的，当回流槽压力升高时，此调节阀开启，释放一定量的介质进入常压塔冷凝冷却器，使回流槽压力和塔顶压力降到指标之内。如该阀门长期处于开的位置或开度太大，会导致过量的甲醇蒸气进入常压塔冷凝冷却器，增加常压塔冷凝冷却器的负荷，引起常压塔压力、回流温度升高，如果加压塔回流量不及时加上去，加压塔重组分很快上移，其采出的精甲醇质量马上下降，而常压塔塔顶压力的升高，又会导致其塔釜的分压增大，废水中甲醇含量升高；另一方面，开加压塔压力调节阀会导致热负荷后移，使常压塔再沸器的热量不够，塔釜温度降低，同样造成常压塔塔釜残液甲醇含量升高，影响甲醇的收率和环保指标。在没有特殊原因的情况下（加压塔超压或常压塔负压），尽量不要将加压塔压力调节阀处在开的位置。

3. 加压精馏塔和常压精馏塔采出比的控制

加压塔、常压塔采出比例的合理分配和平衡。由于加压塔和常压塔是串联运行，常压塔依靠加压塔塔顶的甲醇饱和蒸气作为塔底再沸器热源，可以说常压塔再沸器是联系两塔的关键中枢，依靠其控制好两塔的热量、物料和气液平衡非常重要。在预塔给料量一定的情况下，维持三大平衡的基础仍然是物料平衡，而影响物料平衡的因素就是此两塔采出比例。一旦采出比例控制不当，自然会影响两塔的热量平衡，最终影响两塔的正常操作和产品质量、产量。如加压塔采出量控制较大，一方面回流比控制不当会导致采出产品水分、高锰酸钾值不合格，另一方面导致加压塔向常压塔提供的热量不能满足常压塔整个负荷的需要，常压塔上升蒸气量小，塔顶容易出现负压；如加压塔采出量控制较小，又会增加常压塔处理负荷，引起常压塔塔顶超压和塔釜废水超标而失去了减压精馏的意义。两塔采

出比例分配的原则是：在维持常压塔热量要求的前提下，加压塔采出尽可能靠上限操作。根据操作经验，现将加压塔、常压塔的采出大致按 4：6 的比例进行分配，既能为常压塔提供足够热量，又不会引起常压塔塔顶负压的异常现象。

三、结语

甲醇三塔精馏工艺技术目前在我国的众多甲醇生产厂家中应用，其生产质量要优于二塔精馏工艺技术，产量得到大幅度提升，所以甲醇三塔精馏技术有广阔的市场前景，明显的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]廖卫昌.甲醇双效精馏节能技术[J].中氮肥，2001（1）：22-24.